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摘要
将拓扑优化引入混凝土构件的工程设计，能解决混凝土D区等设计难点，对于完善混凝土结构设计十分重要。首先，对当前在混凝土结构工程设计中有所应用的拓扑优化算法进行了介绍和评述，得出渐进结构优化类算法和固体各向同性材料惩罚模型类算法相对较可行但仍需提升算法的运行稳定性和寻优效率的结论。随后，针对引入拓扑优化算法后涉及的相关设计理论以及具体的设计应用方式展开讨论，拓扑优化当前很难作为独立而完整的直接设计方法，目前常基于钢筋混凝土整体模式展开优化，再结合压杆-拉杆模型理论以完成设计，但这一过程还存在从最优结构拓扑到压杆-拉杆模型及从压杆-拉杆模型再到配筋设计的转换问题；而基于钢筋混凝土分离模式完成时则需要考虑分析精度与优化效率之间的平衡、最优钢筋拓扑的简化以及与现行规范构造要求的衔接。最后，指出这类设计新方法的验证工作仍不充分，存在验证构件集中在深梁且数量较少等问题，未来需要大力开展相关工作。
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单位湖南科技大学; 土木工程学院
